Para ello puedo aumentar el número de vueltas en el lado primario N1. No obstante, aumentaré la excitación magnética H que es igual con cierta aproximación a H = N1*I1/l. Entonces saturará aún más mi núcleo.

Eso sería completamente cierto si la corriente de magnetización siguiera siendo la misma, pero no es así...

Aumentar el número de vueltas primarias aumenta la inductancia de magnetización primaria. Esto, a su vez, reduce naturalmente la corriente de magnetización primaria porque una mayor inductancia significa una mayor reactancia en la frecuencia de excitación (presumiblemente 50 o 60 Hz o algún otro valor fijo).

Y, si observa la fórmula de la inductancia, encontrará que es proporcional a las vueltas al cuadrado, por lo tanto, si duplicara el número de vueltas, obtendría 4 veces la inductancia y, para un voltaje y una frecuencia primarios dados, la la corriente de magnetización se reduciría en cuatro.

Otro ejemplo: si las vueltas aumentan un 10 %, la inductancia aumenta un 21 % y la corriente que provoca la saturación se reduce un 21 %.

A continuación se muestra la fórmula para un solenoide, pero lo mismo se aplica para el devanado de un transformador (donde$\mu_0$se incrementa por la permeabilidad relativa del material del núcleo y$\ell$es la longitud media alrededor del núcleo).

Entonces, si duplica los giros (por ejemplo), el efecto general sobre los giros de amperios (y el campo H) es que se reduce a la mitad. Esto se debe a que la corriente se ha reducido en cuartos pero las vueltas solo se han duplicado.

Esto significa que los efectos de la saturación se reducen.

También puede introducir un espacio de aire para reducir la permeabilidad magnética efectiva del núcleo. Esto también reduce la inductancia (en la medida en que se reduce la permeabilidad) y esto se “correge” con más vueltas pero, recordando que la inductancia es proporcional a las vueltas al cuadrado, todavía hay un beneficio neto al reducir la saturación.

Supongamos que mi núcleo tiene un diseño que lo satura y el voltaje en el secundario es demasiado alto.

La única forma en que obtendrá un voltaje secundario demasiado alto es porque la relación de vueltas es incorrecta. La saturación no hace que aumente la tensión secundaria.

Al disminuir N1, disminuyo la excitación H1, por lo que el flujo magnético.

Disminuir los giros primarios en (digamos) 2, reduce la inductancia en 4 y aumenta la corriente de magnetización cuatro veces, por lo tanto, los giros de amperios (y el campo H) aumentan en 2 y se obtiene más saturación.

Tome el diseño del transformador paso a paso.

¿Necesita un espacio de aire o no?

Depende del tipo de transformador que quieras. ¿Desea un transformador de potencia normal, directo, con voltaje de salida siempre una relación de vueltas del voltaje de entrada? ¿O desea un transformador flyback, que almacena energía, solo para liberarla en la carga a un voltaje definido por la carga y la corriente?

Un transformador normal no utiliza espacio de aire. Un flyback utiliza un espacio de aire. El resto de esta respuesta asume que está haciendo un transformador de potencia ordinario sin espacio de aire.

Evite la saturación con suficientes giros primarios

Los voltios máximos por vuelta están definidos por su área central y su frecuencia de operación. Para un voltaje de entrada fijo, use suficientes vueltas para que sus voltios por vuelta sean menores que este máximo. Más vueltas está bien.

Ahora configure la relación de vueltas para obtener el voltaje de salida que necesita

Conoces los voltios por vuelta, del devanado primario que estás usando. Ponga suficientes vueltas secundarias para darle el voltaje de salida deseado.